Технико-экономическое обоснование применения аддитивных технологий при восстановлении сельскохозяйственной техники
- Авторы: Сенин П.В.1, Чаткин М.Н.1, Кильмяшкин Е.А.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
- Выпуск: Том 35, № 4 (2025)
- Страницы: 770-785
- Раздел: Технологии, машины и оборудование
- Статья получена: 14.05.2025
- Статья одобрена: 14.08.2025
- Статья опубликована: 22.12.2025
- URL: https://journals.rcsi.science/2658-4123/article/view/291759
- DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.035.202504.770-785
- EDN: https://elibrary.ru/xddvim
- ID: 291759
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Современная сельскохозяйственная техника состоит из многочисленных узлов, включающих в себя большое количество металлических и полимерных деталей. Выход из строя таких деталей приводит к неработоспособности узлов и простою машины. Существующие технологии ремонта утративших работоспособность деталей специализируются на изделиях из металла. Полимерные элементы конструкций восстановлению не подлежат и требуют замены. Данную проблему способно решить штучное производство таких деталей на местах с применением аддитивных технологий.
Цель исследования. Оценить эффективность аддитивного производства при ремонте сельскохозяйственной техники в агропромышленном комплексе.
Материалы и методы. Проводилась исследовательская работа на базе лаборатории проектирования и быстрого прототипирования «Рапид-Про» Института механики и энергетики Национального исследовательского Мордовского государственного университета. Выполнялся ремонт электрического линейного привода подбарабанья зерноуборочного комбайна John Deer методом 3D-печати. По предлагаемой методике проанализирована экономическая эффективность применения аддитивных технологий для производства деталей, утративших работоспособность при ремонте техники.
Результаты исследования. На основании проведенных работ была оценена эффективность восстановления полимерных элементов: стоимость ремонта линейного привода ниже стоимости новой детали. Традиционная технология изготовления в ремонте привода по сравнению с новой деталью дешевле в 7,6 раз, а аддитивная – в 23 раза.
Обсуждение и заключение. Сравнительная оценка экономической целесообразности ремонта традиционными и аддитивными технологиями показала, что при изготовлении детали на 3D-принтере ее цена в 3 раза меньше, чем при использовании фрезерования. Обработка резанием обходится дороже, так как требует дополнительной оснастки и определенного спектра оборудования. Применение аддитивного производства существенно снижает стоимость ремонта и значительно сокращает убытки от простоя техники. Современные аддитивные технологии обладают значительным потенциалом и могут широко использоваться в ремонтном производстве.
Ключевые слова
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Частыми причинами отказа сельскохозяйственных машин являются заводской брак, неправильная эксплуатация, несвоевременное и некачественное техническое обслуживание и т. д. Особенно неблагоприятная ситуация складывается при внезапном выходе машин из строя. Таким образом, проблема восстановления работоспособности машин является актуальной.
Простой машины при внезапном отказе приводит к существенным материальным потерям в хозяйстве, поэтому сроки ремонта должны быть минимальны. Если имеются в наличии запасные части, которые могут заменить вышедшие из строя, то время ремонта сокращается. Однако в современных реалиях это не всегда так – запасные части приобретаются у сторонних поставщиков, у которых они не всегда есть в наличии, что приводит к увеличению сроков закупки. В некоторых случаях прибегают к оперативному ремонту или изготовлению новых деталей, используя свою или стороннюю ремонтную базу. Это целесообразно в случае простоты деталей, несложности их геометрии. Иначе стоимость запчастей, изготавливаемых по традиционным технологиям, оказывается высокой, а время работ – длительным.
Традиционные технологии подразумевают процесс изготовления будущей детали методом литья, ковки, штамповки, металлообработки и т. д. Насыщенность ремонтных предприятий металлообрабатывающим оборудованием позволяет решать многие стандартные задачи. Однако при возникновении потребности в производстве изделий сложной геометрической формы с высокими требованиями к точности, могут возникнуть трудности – потребуется дорогостоящее оборудование с широкой номенклатурой, а также высококвалифицированные специалисты для ее обслуживания. Не все мелкие ремонтные предприятия способны решать такие задачи, так как в основном они не имеют большого потока эксклюзивных заказов, что делает нецелесообразным глубокую модернизацию производства.
Решение части нестандартных задач видится в использовании инновационных технологий цифрового производства. С их помощью создаются трехмерные объекты методом послойного наращивания. Здесь в качестве материала детали используется мелкодисперсный порошок, листовой материал, для изготовления которых применяются различные металлы и полимеры. В качестве оборудования используется 3D-принтер. На основании данных CAD-модели происходит распределение материала на поверхности, где посредством различных технологий спекания или расплавления он принимает форму будущей детали.
Применение аддитивных технологий существенно расширяет спектр решаемых задач в производстве, поскольку отсутствуют ограничения в форме и точности производимых изделий, необходимость содержать большой парк станочного оборудования и специалистов, работающих на нем. Стоимость производства напрямую зависит от технологии 3D-печати: печать металлами дорогостоящая, в то время как печать с применением полимерных материалов имеет невысокую стоимость. В связи с этим принтеры, использующие технологии печати полимерными материалами, способны решать многие задачи в ремонтном производстве и при этом быть доступными даже для небольших предприятий.
В статье проведен анализ аддитивных технологий, основанных на применении полимерных материалов как наиболее доступных на сегодняшний день.
Целью исследования является анализ эффективности применения аддитивных технологий для восстановления изношенных или поврежденных деталей сельхозмашин.
Задачи исследования:
1) оценить последствия простоя сельскохозяйственной техники при внеплановом ремонте;
2) изучить номенклатуру полимерных деталей, входящих в состав современной техники;
3) проанализировать существующие технологии производства неметаллических изделий с оценкой их стоимости и возможности применения в ремонтном производстве;
4) провести сравнительный анализ технологий традиционного и аддитивного производства;
5) оценить целесообразность применения аддитивных технологий в ремонте сельскохозяйственной техники.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
При возникновении отказов техники главной задачей является введение ее в эксплуатацию в кратчайшие сроки. При этом необходимо подойти к решению возникшей проблемы, руководствуясь различными факторами: стоимостью ремонта, сроками его проведения и др. Отсутствие вышедшей из строя детали на складе предприятия приводит к необходимости заказа новой детали или ее восстановления. Время ожидания новой детали может составлять от нескольких дней до нескольких месяцев, если это техника зарубежного производителя. Однако даже высокая стоимость новой детали становится незначительной причиной по отношению к убыткам, которые несет предприятие от простоя неисправной техники. Примером такого положения может быть выход из строя комбайна для уборки зерновых. При возделывании зерновых культур очень важным фактором урожайности является своевременная уборка. Чем позже производится сбор урожая, тем ниже урожайность (рис. 1) [1]. Чем дольше комбайн простаивает в период уборки, тем больше потери зерновых. Такая тенденция прослеживается не только при выполнении уборочных работ, но и на фермах – несвоевременное кормление крупнорогатого скота уменьшает удои до 5 %1.
Решение проблемы восстановления работоспособности техники видится в ремонте изношенных ремонтопригодных деталей, что в некоторых случаях должно сократить сроки простоя. Как показывает практика, ремонтные детали для потребителя по стоимости практически в два раза дешевле новых [2–4]. При этом ремонтная продукция не утрачивает своих свойств. Однако, проанализировав востребованности рынком ремонтных деталей, можно заключить, что при восстановлении работоспособности машин используется свыше 80 % новых деталей [5–7] (табл.), поэтому проблемы сокращения простоя и снижения стоимости ремонта не решены.
Р и с. 1. Зависимость урожайности озимой пшеницы от срока уборки
F i g. 1. Dependence of winter wheat yield on harvesting time
Источник: составлено по материалам [1].
Source: compiled from the materials [1].
Таблица. Уровень использования новых и восстановленных деталей при ремонте
Table. The level of using new and restored parts during repairs
Название агрегата / Name of the unit | Детали всех категорий на агрегат / Details of all categories for the unit | Число деталей нагруженных, дефицитных, дорогостоящих на агрегат, ед. / Number of parts loaded, scarce, expensive per unit, units | Из них на агрегат, % / Of which per unit, % | ||||
Среднее число, ед. / Average number, unit | Среднее число наименований, ед. / Average number of items, unit | Восстановленных / Restored | Годных / Good enough | Покупных / Purchased | Бракованных / Defective | ||
Трактора / Tractors | 7 850 | 2 400 | 1 900 | 3 | 35 | 54 | 3,0 |
Автомобили / Cars | 6 200 | 2 050 | 1 200 | 7 | 5 | 37 | 2,5 |
Комбаины / Combine harvester | 5 100 | 2 050 | 1 200 | 1 | 38 | 52 | 3,0 |
Сельскохозяйственные агрегаты / Agricultural units | 350 | 160 | 170 | 5 | 39 | 53 | 3,0 |
Отдельного внимания заслуживает группа деталей в конструкциях современной сельскохозяйственной техники, изготовленная из полимерных материалов2. Содержание пластиков уже достигло среднего уровня около 15 % от собственной массы машины [8–10]. Разнообразие деталей из пластмасс в составе современных машин очень велико, что, в свою очередь, приводит к более 5 % их поломок из общего количества отказов [11]. В большинстве случаев такие детали не являются ремонтопригодными и требуют замены. Детали из пластика могут закупаться отдельно, но ввиду низкой стоимости продавцы отказываются поставлять их в единичном количестве. В сложившейся ситуации приходится закупать не одну деталь, а всю партию или приобретать полностью узел, в который входит деталь.
Производство изделий из пластмасс основано на применении различных традиционных технологий, таких как литье под давлением, прессование, экструзия, пневмоформование, свободное литье, механическая обработка и др. Все эти технологии, как правило, не распространены на ремонтных предприятиях по причине нерентабельности производства из-за высокой стоимости оборудования и оснастки, а также отсутствия серийности производства [12–14], что делает невозможным изготовление таких деталей на местах. Решение данной проблемы видится в применении аддитивных технологий.
Количество изделий, произведенных с применением аддитивных технологий, не имеет четкой зависимости от конечной стоимости. На графике точка рентабельности находится на пересечении кривых (рис. 2) [15].
Р и с. 2. Цена изделия в зависимости от применяемой технологии:
1 – традиционная технология; 2 – аддитивная технология; 3 – рентабельность аддитивного производства
F i g. 2. The price of the product depends on the technology used:
1 – traditional technology; 2 – additive technology; 3 – profitability of additive manufacturing
Источник: составлено по материалам [15].
Source: compiled from the materials [15].
Проанализировав график, можно заключить, что и традиционные и аддитивные технологии могут дополнять друг друга в ремонтном производстве. Использование традиционных методов производства целесообразно при изготовлении изделий большими партиями, тогда как аддитивные технологии более рентабельны при штучном производстве [16; 17].
Проблема реновации вышедшей из строя техники остается актуальной: простой техники во время ремонта нарушает технологический процесс производства и приводит к убыткам сельскохозяйственного производителя. В связи с этим существует необходимость в разработке и внедрении новых нетрадиционных технологий производства и ремонта [18; 19].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования
В настоящее время в направлении развития аддитивных технологий прослеживается определенная тенденция, появляются различные консалтинговые организации, предлагающие услуги в области аддитивного производства, что позволяет сельхозпроизводителям с небольшими ремонтными базами не приобретать дополнительное оборудование. Такие услуги можно получить на стороне, например в лаборатории проектирования и быстрого прототипирования «Рапид-Про» на базе Института механики и энергетики Национального исследовательского Мордовского государственного университета. Основная задача лаборатории – разработка и реализация полного цикла аддитивного производства с использованием 3D-сканирования, 3D-печати и вакуумного литья в силиконовые формы.
Для оценки возможности и целесообразности использования в ремонте сельскохозяйственной техники аддитивных технологий проведена исследовательская работа.
Первым этапом работы был выбор объекта для ремонта. Оснащение лаборатории 3D-принтерами позволяет производить печать по SLS и FDM-технологиям, т. е. полимерными материалами. Требования к объекту: частота выхода из строя, возможность применения доступных нам аддитивных технологий, ремонтопригодность, стоимость и др. Выбор пал на электрический линейный привод подбарабанья зерноуборочного комбайна John Deer (рис. 3). Поломка данного узла препятствует дальнейшей эксплуатации машины, поэтому необходимо в кратчайшие сроки произвести ремонт привода или заменить его новым.
Р и с. 3. Объект исследования:
a) электрический линейный привод подбарабанья зерноуборочного комбаина; b) разрушенное зубчатое колесо привода
F i g. 3. The study object:
a) electric linear drive of the grain harvester concave; b) broken drive gear
Источник: фотографии сделаны Е. А. Кильмяшкиным при дефектовке узла в ООО «Магма ХД» (раб. пос. Чамзинка, Республика Мордовия, 2023 г.).
Source: photographs are taken by the author E. A. Kilmyashkin during the defect identification of a unit at “Magma HD” (workersʼ settlement Chamzinka, Republic of Mordovia, 2023).
Проведен сравнительный анализ стоимости ремонта с применением аддитивных и традиционных технологий.
Методы и процедура исследования
Потребители при закупке запасных частей ориентируются прежде всего на невысокую стоимость и короткий срок изготовления. Однако часто деталь получается приобрести быстрее за более высокую цену.
Существуют различные методики оценки экономической эффективности применения аддитивных технологий для производства деталей утративших работоспособность при ремонте техники[3].
Алгоритм принятия решений:
1) пригодность аддитивных технологий в реализации производства определенных запасных частей;
2) определение технологии аддитивного производства, позволяющей получить детали требуемого качества в сравнении с деталями, произведенными традиционным способом;
3) оценка рынка услуг аддитивного производства и выбор конкретного изготовителя;
4) определение затрат, связанных с простоем вышедшей из строя техники с учетом логистики и времени доставки деталей произведенных с применением аддитивных технологий или традиционным способом;
5) сравнение стоимости деталей, произведенных с помощью традиционных технологий и аддитивных.
Выполнение условий подтверждает рентабельность использования аддитивных технологий:
ЗРАТ < ЗРТ ,
где – ЗРАТ – общие затраты, включающие в себя расходы на ремонтные работы по замене детали, изготовленной с применением технологии аддитивного производства (АТ); ЗРТ – общие затраты, включающие в себя расходы на ремонтные работы по замене детали, изготовленной традиционным методом (Т).
ЗРАТ = САТ + ДАТ(t) tДАТ + П(t)(tРАТ + tИАТ + tДАТ) + Р;
ЗРТ = СТ + ДТ(t) tДТ + П(t)(tРТ + tИТ + tДТ) + Р,
где САТ , СТ – рыночная стоимость; ДАТ(t) , ДТ(t) – логистические расходы по времени; П(t) – упущенная прибыль от простоя; tРАТ , tРТ – время, необходимое для ремонта; tИАТ , tИТ – требуемое время на изготовление; tДАТ, tДТ – требуемое время на логистику; P – расходы на замену детали.
В случае невозможности приобретения новой детали отдельно ввиду ее реализации исключительно в составе узла и, как следствие, высокой стоимости, целесообразно рассмотреть альтернативные варианты, включая использование деталей, произведенных с применением аддитивных технологий. Данные технологии позволяют изготавливать изделия по индивидуальному заказу в единичном или мелкосерийном производстве. При этом, если сроки поставки новых деталей невелики, то решение о закупке запасных частей, произведенных с применением аддитивных технологий, будет зависеть от выполнения следующего условия:
где – стоимость узла, в состав которого входит Т-деталь.
В случае производства деталей с помощью традиционных технологий существенно увеличивается как время изготовления, так и сроки простоя техники. Тогда П(t) имеет большое значение, а возможность использования аддитивных технологий будет связана с выполнением неравенства:
tПТ > tПАТ , (1)
где tПАТ , tПТ – время на поставку запчастей.
tПАТ = tИАТ + tДАТ и tПТ = tИТ + tДТ .
При выполнении условия (1) получим: tИТ < tИАТ и tДТ > tДАТ . Из этих соотношений можно заключить, что в большинстве случаев на производство с применением аддитивных технологий требуется меньше времени, чем при использовании традиционных методов, особенно для изготовления малых серий. В то же время удаленность крупных предприятий от сельхозпроизводителей существенно увеличивает сроки поставок, а неразвитая логистическая сеть еще больше усугубляет проблему.
Выполнение неравенства (1) доказывает, что убытки из-за простоя в связи с большими сроками поставки деталей, произведенных традиционными технологиями, оказываются настолько значительными, что затраты на закупку деталей, изготовленных с применением аддитивных технологий, становятся несущественными, так как сроки изготовления и поставки уменьшаются, следовательно, уменьшается и простой техники.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Часто причиной выхода из строя электрического линейного привода подбарабанья зерноуборочного комбайна John Deer является поломка редуктора, срез зубьев и разрушение зубчатых колес. Редукторы приводов в зависимости от производителя имеют в своем составе полимерные детали. Зубчатые колеса и шестерни к такому рода механизмам в продаже не найти. Цена нового изделия у поставщиков начинается от 73 тыс. руб. (без учета расходов по монтажу узла на комбайн и его простоя).
Произвести ремонт узла можно с помощью традиционной технологии резания или с применением 3D-печати. Материалом колес зубчатой передачи является нейлон. Имеющиеся в лаборатории 3D-принтеры позволяют работать с данным материалом.
Общая стоимость ремонта узла:
С = СМ + А + ЗП + СЭЛ , (2)
где См – стоимость материалов, руб.; А – амортизационные отчисления, руб.; ЗП – заработная плата рабочих с отчислениями на страховые взносы, руб.; Сэл – расходы на электроэнергию, руб.
Расчет стоимости ремонта традиционным способом
Существует два способа изготовления пластикового зубчатого колеса – литье и резание. Первый способ предположительно не применим в условиях небольшого ремонтного производства, поскольку требует специальной оснастки. Поэтому будем рассматривать технологию резанием модульными фрезами с помощью фрезерного обрабатывающего центра.
Одной из составляющих заработной платы является тарифная ставка оператора станка, установленная в размере 650 руб./ч. Примерное время производства зубчатого колеса – четыре часа. Без дополнительных отчислений заработная плата на изготовление зубчатого колеса оператора составит:
ЗП0 = 4 · 650 = 2 600 руб.
Отчисления на страховые взносы:
где Нсо = 30 % – страховых отчислений в Российской Федерации.
Суммарные расходы на заработную плату:
ЗП = НСВ + ЗП0 = 780 + 2 600 = 3 380 руб.
Под стоимостью материалов подразумевается как совокупная стоимость инструмента с оснасткой, так и стоимость расходных материалов. В нашем случае расходным материалом является нейлон стоимостью 75 руб. Заготовка и инструмент имеют стоимость 5 700 руб.:
См = 5 700 +75 = 5 775 руб.
Отчисления на амортизацию используемого в производстве оборудования рассчитываются из стоимости одного часа работы:
где Спер. = 750 000 руб. – балансная цена фрезерного станка; Тисп = 10 лет – предполагаемый срок использования оборудования; tсм = 8 ч – продолжительность рабочей смены; nсм = 250 шт. – число смен в году.
Стоимость электроэнергии, израсходованной за время изготовления колеса:
СЭЛ = ТЭЛ · tТЕХ · W = 10,7 · 4 · 0,5 = 21,4 руб.,
где Тэл = 10,7 руб./кВт ∙ ч – стоимость кВт ∙ ч.; 𝑡тех = 4 ч – суммарное время, затраченное на изготовление зубчатого колеса; 𝑊 = 0,5 кВт/ч – усредненное значение потребляющей мощности станком (MonoFab SRM-20).
Суммарные отчисления на амортизацию оборудования при изготовлении детали:
А = tТЕХ · Ач = 4 · 37,5 = 150 руб.
Использование фрезерного станка с числовым программным управлением, требует учета текущих расходов на подготовку CAM-файла конструктором, средняя часовая оплата которого составляет 490 руб./ч, примерное время создание файла – 2 ч. Далее по формуле (2) определим общие расходы производственного процесса:
С = 150 + 5 775 + 21,4 + 2 600 + 490 · 2 = 9 526,4 руб.
Расчет стоимости ремонта методом печати на 3D-принтере
Для изготовления зубчатого колеса необходима услуга конструктора, почасовая оплата которого приведена выше. В рассматриваемом случае разрабатываемая им цифровая модель детали одинаково подходит для обеих технологий изготовления. Величина оплаты оператора 3D-принтера – 370 руб./ч. Примерное время печати детали – 2 ч. Время напрямую зависит от размера и требуемого качества распечатки детали, подготовительных операций, последующей постобработки. Затраты на зарплату без страховых взносов:
ЗП0 = 490 · 2 + 370 · 2,5 ч = 1 905 руб.
Страховые взносы составят:
Совокупные расходы на заработную плату:
ЗП = 571,5 + 1 905 = 2 476,5 руб.
В стоимость материалов не входят дополнительные расходы на инструмент и оснастку. Предполагаемый вес зубчатого колеса составит 140 г. Средняя стоимость нейлонового филамента для 3D-печати – 3 576 руб./кг:
См = 3 576 ∙ 0,14 = 500,64 руб.
Амортизационные начисления, приходящиеся на один час работы указанного 3D-принтера:
где Сперв. = 597 000 руб. – балансовая цена 3D-принтера.
Тогда амортизационные отчисления на изготовление шестерни составят:
А = tТЕХ · Ач = 3 · 29,85 = 89,55 руб.,
где tтех = 3 ч – суммарное время, затраченное на изготовление зубчатого колеса.
Стоимость израсходованной электрической энергии составит
СЭЛ = ТЭЛ · tтех · W = 10,7 · 3 · 0,6 = 19,26 руб.,
W = 0,6 кВт/ч – усредненное значение потребляющей мощности принтером (принята мощность 3D-принтер Raise Pro2 Plus).
Следовательно, по формуле (2) находим общий объем затрат на изготовление шестерни с помощью 3D-печати из нейлона:
С = 19,26 + 89,55 + 500,64 + 2 476,5 = 3 085,95 руб.
Целесообразность ремонта
Сопоставив полученные данные по стоимости ремонта линейного привода, можно заключить, что расходы выше при применении традиционной технологии, по сравнению с аддитивной. При этом расходы на ремонт традиционным методом и технологией 3D-печати меньше покупки новой детали в среднем в 7,6 и в 23 раза соответственно. В данном случае обе технологии ремонта целесообразны. Однако при восстановлении узлов, в состав которых входят детали сложной геометрической формы, применение традиционных технологий значительно дороже, поскольку требуется совершение дополнительных операций по обработке и дополнительное оборудование. Например, фрезерным станком невозможно изготовить шпоночный паз в ступице зубчатого колеса. Применение аддитивных технологий таких ограничений не имеет.
Проведя работы по восстановлению линейного электрического привода, спроектировали и распечатали на 3D-FDM-принтере зубчатое колесо с последующей запрессовкой металлической оси в ступицу и сборкой узла (рис. 4). Для печати использовался черный нейлоновый филамент диаметром 1,75 мм.
Р и с. 4. Восстановленный привод:
а) зубчатое колесо, произведенное методом 3D-печати; b) редуктор привода в сборе
F i g. 4. Restored drive:
a) gear wheel produced using 3D printing; b) a drive gearbox assembly
Источник: фотографии сделаны Е. А. Кильмяшкиным при испытаниях метода аддитивного производства в лаборатории проектирования и быстрого прототипирования «Рапид Про» (2024 г.).
Source: photographs are taken by the author E. A. Kilmyashkin during testing of the additive manufacturing method in the design and rapid prototyping laboratory “Rapid Pro” (2024).
Полимерные детали в конструкциях современной техники не подлежат ремонту и, как правило, требуют замены на новые. Однако, если они входят в состав узлов, то зачастую не могут быть заменены ввиду отсутствия их в продаже у поставщиков, что приводит к покупке узла целиком. Таким образом, существенно увеличивается стоимость ремонта машины. Время ожидания поставок новых деталей может быть существенным.
ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Авторами статьи проведена сравнительная оценка экономической целесообразности ремонта традиционными и аддитивными методами. Результаты исследования показали, что использование аддитивных технологий значительно сокращает финансовые расходы на производство. Это связано с отсутствием потребности в специальной оснастке, необходимой на каждый вид деталей, режущего инструмента, а также его систематической заточки. Применение такой технологии сокращает время производства, особенно при широкой номенклатуре выпускаемых изделий.
Аддитивные технологии с применением полимерных материалов получили довольно широкое распространение благодаря своей низкой себестоимости. Совершенствование технологии позволяет охватывать все большую номенклатуру полимеров и получать изделия с различными требуемыми характеристиками. Такая технология 3D-печати становится пригодна не только для создания прототипов, но и функциональных изделий.
Организаций, предлагающих услуги аддитивного производства, становится больше и, как правило, они стараются локализоваться ближе к потребителям, в том числе предприятиям сельхозпроизводства, что упрощает логистическую составляющую. Оборудование, которым сейчас располагает аддитивное производство, имеет возможность распечатывать объекты больших размеров, что позволяет производить широкий спектр востребованных деталей. Таким образом, можно однозначно утверждать, что современные аддитивные технологии имеют право на существование и должны широко использоваться в ремонтном производстве.
Исследование, проведенное в данной статье, носит важный характер в вопросе реновации техники в агропромышленном комплексе. Оно помогает определять эффективность подходов в ремонте машин и целесообразность применяемых методов производства изделий из пластиков, на примере технологий аддитивного производства.
1 Федоренко В.Ф., Голубев И.Г. Перспективы применения аддитивных технологий при производстве и техническом сервисе сельскохозяйственной техники. М.: ФГБНУ «Росинформагротех»; 2018. 140 с.
2 Дорохов А.С., Свиридов А.С. Перспективы применения полимеров в деталях сельскохозяйственных машин. В: Сборник материалов II междунар. науч.-практ. конф. «Горячкинские чтения», посвящ. 150-летию д-ра академика В. П. Горячкина (18 апреля 2018 г., г. Москва). М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева; 2019. С. 273–277. https://www.elibrary.ru/xpncde
3 Галиновский А.Л., Голубев Е.С., Коберник Н.В., Филимонов А.С. Аддитивные технологии в производстве изделий аэрокосмической техники: учеб. пособие для вузов. М.: Юрайт; 2024. 145 с.
Об авторах
Петр Васильевич Сенин
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
Email: vice-rector-innov@adm.mrsu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3400-7780
ResearcherId: H-1219-2016
доктор технических наук, профессор кафедры технического сервиса
машин
Михаил Николаевич Чаткин
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
Email: chatkinm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3758-7066
SPIN-код: 3600-3720
доктор технических наук, профессор кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина
430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68Евгений Анатольевич Кильмяшкин
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: 40252@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4827-8277
SPIN-код: 6497-0730
ResearcherId: CAF-9821-2022
кандидат технических наук, доцент кафедры мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина
430005, Российская Федерация, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68Список литературы
- Гончарова Ю.А., Денисов В.А. Анализ отказов полимерных деталей сельскохозяйственной техники. Технический сервис машин. 2021;3:146–154. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2021-59-3-146-154
- Некраш М.Ю. Учет потерь от неплановых отказов кормоуборочной техники. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2004;(76):48–54. https://www.elibrary.ru/thypgd
- Конкин М.Ю. Утилизация как завершающая стадия жизненного цикла машины. Международный научный журнал. 2011;(5):107–110. URL: https://www.mmegapolis.ru/2011-g/24-vypusk-5.html (дата обращения: 15.02.2025).
- Лесконог Ю.А. Обоснование утилизации сельскохозяйственной техники. Международный научный журнал. 2011;(5):115–118. URL: https://www.mmegapolis.ru/2011-g/24-vypusk-5.html (дата обращения: 15.02.2025).
- Игнатов В.И., Герасимов В.С., Мишина З.Н., Богатова Н.О. Пути совершенствования инженерной системы АПК по техническому обслуживанию сельскохозяйственной техники. Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2018;(3):67–70 https://doi.org/10.30850/vrsn/2018/3/67-70
- Корнейчук Н.И., Лялякин В.П. Перспективы использования индустриальных методов восстановления изношенных деталей машин гальваническими и полимерными покрытиямив современных условиях развития агропромышленного технического сервиса. Труды ГОСНИТИ. 2018;130:254–264. URL: http://vimtsm.ru/?cat=12 (дата обращения: 17.02.2025).
- Никитченко С.Л., Воронов Е.В. Причинные факторы снижения эксплуатационной надежности сельскохозяйственной техники. Вестник НГИЭИ. 2020;(2):56–65. URL: http://vestnik.ngiei.ru/?page_id=1825 (дата обращения: 17.02.2025).
- Izmailov A.Yu., Moskovskiy M.N., Podlesniy D.S. Development of a Set of Working Units From Polymeric Materials for the Design of Combine Harvesters. In: MATEC Web of Conferences. 2018. Article no. 05010. URL: https://clck.ru/3QHrFY (дата обращения: 20.02.2025).
- Лунин А.С. Полимерные композиционные материалы группы Полипластик в современном автомобилестроении: история и развитие. Пластические массы. 2011;(8):28–38. https://www.elibrary.ru/ogabjj
- Петров Р.Л. О мировом опыте организации национальных систем авторециклинга. Рециклинг отходов. 2008;(5):2–11.
- Журавлев С.Ю. Совершенствование методов и технологий технического сервиса сельскохозяйственной техники. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2025;(3):72–80. https://doi.org/10.53083/1996-4277-2025-245-3-72-80
- Нефёлов И.С. Восстановление изношенных деталей машин при помощи дополнительных ремонтных деталей, изготовленных методами аддитивных технологий. Ремонт, восстановление, модернизация. 2018;(11):15–17. https://doi.org/10.31044/1684-2561-2018-0-11-15-17
- Ngo T.D., Kashani A., Imbalzano G., Nguyen K.T.Q., Hui D. Additive Manufacturing (3D Printing): a Review of Materials, Methods, Applications and Challenges. Composites Part B: Engineering. 2018;(143):172–196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.012
- Mohsen A. The Rise of 3-D Printing: the Advantages of Additive Manufacturing Over Traditional Manufacturing. Business Horizons. 2017;60(5):677–688. https://doi.org/10.1016/j.bushor.2017.05.011
- Katkar R.A., Taft R.M., Grant G.T. 3D Volume Rendering and 3D Printing (Additive Manufacturing). Dental Clinics of North America. 2018;62(3):393–402. https://doi.org/10.1016/j.cden.2018.03.003
- Namiki M., Ueda M., Todoroki A., Hirano Y.R. Matsuzaki 3D Printing of Continuous Fiber Reinforced Plastic. In: Proceedings of the Society of the Advancement of Material and Process Engineering. Seattle; 2014. Р. 6. URL: https://www.researchgate.net/publication/286005621_3D_printing_of_continuous_fiber_reinforced_plastic (дата обращения: 17.02.2025).
- Голубев И.Г., Спицин И.А., Быков В.В, Голубев М.И. Перспективы применения аддитивных технологий приремонте сельскохозяйственной техники. Труды ГОСНИТИ. 2018;130:214–219. URL: http://vimtsm.ru/?cat=12 (дата обращения: 17.02.2025).
- Сенин П.В., Чаткин М.Н., Кильмяшкин Е.А. Аддитивные технологиидля производства иремонта сельскохозяйственной техники. Инженерные технологии и системы. 2024;34(4):584–596. https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202404.584-596
- Овчинников В.А., Кильмяшкин Е.А., Князьков А.С., Овчинникова А.В., Жалнин Н.А., Зыкин Е.С. Разработка адаптивного центробежного рабочего органа для внесения минеральных удобрений с применением технологий быстрого прототипирования. Инженерные технологии и системы. 2022;32(2):222–234. https://doi.org/10.15507/2658-4123.032.202202.222-234
Дополнительные файлы























